AI 생성 디자인 및 3D 프린팅

Lisa Ernst · 21.11.2025 · 기술 · 9분

우리 작업실에서 누군가 부러진 홀더를 들고 나타나면, 우리는 종종 똑같은 말을 듣습니다: "정확히 이 부품이 필요한데 – 더 튼튼하게, 그리고 되도록이면 내일까지요.".

과거에는 이것이 CAD에서 수많은 시간, 여러 번의 테스트 프린트, 그리고 부품이 여전히 잘못된 부분에서 부러지는 몇 번의 좌절감을 의미했습니다. 오늘날 우리는 AI에게 첫 번째 초안을 만들게 하고, 생성 디자인에 명확한 제약 조건을 설정하고, 최고의 버전만 프린터로 보냅니다.

33d.ch 팀의 관점에서 AI 기반 생성 디자인을 3D 프린팅과 연결하는 방법을 - 텍스트 입력부터 최적화된 STL까지 - 보여드리겠습니다. 그 과정에서 실용적인 설정, 우리 일상에서 흔히 겪는 문제점, 그리고 오류율을 크게 줄이는 데 도움이 된 몇 가지 팁을 얻게 될 것입니다.

출처: 자체 표현

소개 및 기본 사항

AI, 생성 디자인 및 3D 프린팅에 대해 이야기할 때, 거의 항상 동일한 체인이 관련됩니다: 먼저 형태에 대한 아이디어(예: 텍스트나 이미지에서 AI를 사용)가 생성되고, 알고리즘이 무게, 강성 또는 재료 소비와 같은 목표에 맞게 기하학적 형태를 최적화하고, 마지막으로 프린터가 층별로 전체를 만들어냅니다. Neural Concept 이러한 AI 워크플로우가 적층 제조를 어떻게 변화시키는지 잘 보여줍니다.

실제 고객들에게서 우리는 종종 유사한 적용 사례를 봅니다: 전자기기를 위한 경량 홀더, 기계 공학의 클램프 및 어댑터, 복잡한 환기 또는 냉각 채널(구불구불한 내부 구조 포함) 또는 신체에 깔끔하게 맞는 맞춤형 스포츠/정형외과 부품. Altair 격자 구조를 이를 위해 어떻게 사용하는지 보여줍니다.

프로젝트의 거의 모든 곳에서 세 가지 주요 용어를 만나게 될 것입니다:

• 생성 디자인: 알고리즘은 하중, 고정 지점, 재료 및 제조 방법과 같은 제약 조건을 기반으로 기하학적 제안을 생성합니다. 종종 고전적인 CAD에서는 생각하지 못했던 유기적으로 보이는 형태가 생성됩니다. Formlabs 이 원리를 실용적으로 설명합니다.
• 격자 구조: 무게를 줄이면서 강성과 충격 흡수를 개선할 수 있는 격자 모양의 내부 구조입니다. 특히 경량 구조 및 의료 기술 분야에서 집중적으로 사용됩니다. 3erp.com 이러한 적용 사례를 조명합니다.
• AI 기반 3D 생성: 최신 모델은 텍스트, 이미지 또는 스캔에서 직접 3D 객체를 생성합니다. 예를 들어, Meshy AI, 3D AI Studio, Sloyd 또는 Hyper3D 와 같은 제공업체는 STL 또는 OBJ 파일을 내보낼 수 있는 인터페이스를 제공합니다.

3D 프린팅 시장은 전 세계적으로 크게 성장하고 있으며, AI 기반 설계 및 최적화 프로세스는 여기서 직접적인 혜택을 얻습니다. 여러 시장 보고서는 향후 몇 년 동안 일반적인 3D 프린팅과 적층 제조에서 AI 사용 모두에 대해 두 자릿수 성장률을 예상합니다. PR Newswire 및 Market.us 에서 관련 수치를 제공합니다.

준비 및 도구

AI 생성 디자인 3D 프린팅을 깔끔하게 시작하려면 하이엔드 실험실이 필요하지 않지만, 합리적인 기본 장비는 필요합니다. 우리 작업실과 고객 프로젝트에서 효과가 입증된 것들입니다:

• 3D 프린터: 깔끔하게 보정된 메커니즘과 적절한 빌드 볼륨을 갖춘 안정적인 FDM 프린터, 예를 들어 Prusa, Bambu Lab 또는 Creality.
• 슬라이서: STL 파일에서 G-코드를 만들고 레이어 높이, 충진율 및 지지대를 제어하는 PrusaSlicer, Cura 또는 OrcaSlicer와 같은 소프트웨어.
• CAD 또는 모델 편집 도구: AI 모델의 검사, 수정 및 수리를 위한 Fusion 360, FreeCAD 또는 Blender 와 같은 프로그램.
• 텍스트-투-3D 도구: 내보내기 기능이 있는 AI 서비스, 예를 들어 Meshy AI, 3D AI Studio, Hyper3D, Sloyd 또는 Printpal. 대부분 무료 시작 플랜을 제공합니다.
• 생성 디자인 소프트웨어 (선택 사항): Fusion 360과 같은 CAD 소프트웨어의 모듈 또는 Altair 또는 Autodesk. Formlabs 의 특정 격자 도구는 워크플로우를 이해하기 쉽게 설명합니다.

생성 디자인과 관련된 재료 선택에 대한 감을 잡기 위해, 우리는 종종 다음의 대략적인 개요를 따릅니다:

따라서 시작하기 전 우리의 내부 체크리스트는 종종 다음과 같습니다: 첫째, 대략적인 치수와 하중이 있는 명확한 목표 부품을 정의합니다. 둘째, 어떤 AI 도구가 모델을 생성하고 어떤 CAD가 후처리 작업을 수행할지 결정합니다. 셋째, 선택한 프린터가 빌드 볼륨, 재료 및 정밀도를 실제로 제공할 수 있는지 냉정하게 확인합니다. Neural Concept 또한 이러한 명확한 목표의 중요성을 강조합니다.

단계별 지침

아이디어부터 프린팅된 부품까지의 경로는 여러 단계로 잘 나눌 수 있습니다. 33d.ch에서 고객 프로젝트를 구축하는 방식도 정확히 이렇습니다.

1단계: 목표 및 제약 조건 정의

먼저 부품이 일상생활에서 실제로 어떤 성능을 발휘해야 하는지 생각해 보세요: 케이블 클램프는 몇 개의 전선을 묶기만 하면 되나요, 아니면 커버가 수 킬로그램을 견뎌야 하나요. 기능, 환경(실내, 작업실, 열, 습도), 안전 거리 및 고정 지점(예: 특정 간격의 두 나사 구멍)을 기록하십시오. 하중이 많이 걸리는 부품의 경우 힘을 대략적으로 추정하고 PETG 또는 나일론과 같은 재료 후보를 바로 고려하는 것이 도움이 됩니다. 3erp.com 이것에 대한 팁을 제공합니다.

작은 확인: 부품을 한 문장으로 명확하게 설명할 수 있다면, 다음 단계로 진행하기에 충분히 명확할 것입니다.

2단계: 대략적인 기하학적 형태 정의

AI를 사용하기 전에, 외곽선 또는 참조 볼륨을 생성하십시오. 그렇지 않으면 최악의 경우 아무데도 맞지 않는 멋진 모델이 생성될 수 있습니다 - 성가십니다. Fusion 360 또는 FreeCAD 의 오목면이 있는 간단한 직사각형이면 충분한 경우가 많습니다. 나중에 필요한 고정 표면, 구멍 및 최대 치수가 중요합니다.

이 시점에서의 성공 확인: 필요하다면 외곽선만 몇 개의 레이어로 인쇄하고 오브젝트에서 치수와 설치 공간이 맞는지 확인하십시오.

3단계: 텍스트-투-3D AI로 첫 번째 모델 생성

이제 핵심입니다: Meshy AI, 3D AI Studio, Sloyd, Hyper3D 또는 HexaGen. 와 같은 텍스트-투-3D 도구. 부품을 가능한 한 구체적으로 설명하십시오. 예: '4mm 케이블용 채널 2개, 나사 구멍 2개 있는 평평한 지지 표면, 매우 미세한 디테일이 없는 FDM 3D 프린팅용 기계식 케이블 클램프'. 이러한 도구 중 많은 도구가 여러 변형을 제공합니다. 가장 적합한 전체 윤곽을 가진 것을 선택하고 STL 또는 OBJ를 내보내십시오. Reuters 예를 들어, Tencent의 오픈 3D 모델에 대해 보고합니다.

33d.ch에서는 처음에는 종종 너무 일반적으로 표현했습니다('케이블 홀더'). 결과는 보기 좋았지만 거의 쓸모가 없었습니다. 프롬프트에 노즐 너비, 대략적인 벽 두께 및 설치 상황을 직접 언급하기 시작한 이후 훨씬 더 출력 가능성이 높은 초안이 나오기 시작했습니다.

4단계: 모델 검토, 정리 및 치수 조정

AI 생성 모델은 우리에게 직접 프린터로 들어간 적이 없습니다. 메시를 CAD 또는 메시 도구에서 열고 모델이 닫혀 있는지, 느슨한 조각이 없는지, 벽 두께와 디테일이 출력 가능한지 확인하십시오. 0.4mm 노즐의 경우 최소 1.2mm의 지지 벽과 0.6–0.8mm부터의 미세한 디테일이 효과가 있었습니다. 3erp.com 비슷한 지침 값을 언급합니다.

구멍 직경, 슬롯 너비 또는 접촉 표면과 같은 중요한 치수를 신중하게 조정하십시오. 많은 프로젝트를 기능 영역을 매개변수로 모델링하고 '유기적' 영역만 AI에서 가져오는 방식으로 구현합니다. Formlabs 기능 표면과 더 자유로운 구조의 조합을 설명합니다.

빠른 '낮은 충진율 테스트 프린트'로 확인하는 것이 좋습니다: 몇 개의 외부 벽, 거친 레이어 높이, 기계적으로 모든 것이 맞는지 확인하기 위한 것입니다.

5단계: 생성 디자인 또는 격자 최적화 적용

출처: amfg.ai

AI 생성 디자인 및 3D 프린팅

부품이 단순한 커버 이상이어야 한다면, 다음 단계가 가치가 있습니다. Fusion 360 에서는 고정 표면을 '유지' 영역으로 정의하고, 장애물 영역을 표시하고, 하중 사례를 설정하고, 제조 방법으로 '적층'을 선택합니다. 그러면 시스템이 재료를 절약하면서도 안정적인 기하학적 형태를 제안합니다 - 종종 분지형, 격자 모양의 형태로. Formlabs 이 과정을 설명합니다.

내부 구조의 경우, 하중 경로와 셀 유형을 기반으로 격자 기하학을 자동으로 생성하는 격자 도구가 적합합니다. 최신 생성 AI는 정의된 강성, 에너지 흡수 또는 열 특성 목표 값을 달성하도록 격자를 최적화할 수 있습니다. accscience.com 및 Altair 는 일반적인 예시를 보여줍니다.

결과 확인으로 간단한 FEM 검사 또는 최소한 '상식 테스트'를 자주 사용합니다: 힘선이 어디로 흐르는가, 기둥이 어디에서 부러질 수 있는가, 어디에 더 많은 재료가 필요한가.

6단계: 슬라이싱 및 프린팅

최적화된 모델을 STL로 내보내 슬라이서에 가져옵니다. 중요한 표면이 프린트 베드에 안정적으로 놓이고 돌출부가 가능한 한 작은 방향을 선택하십시오. 기능 부품의 경우 종종 0.2mm 레이어 두께, 3~4개의 외부 벽, 30~40%의 충진율(예: 자이로이드)을 사용합니다. 격자 구조의 경우, 격자 자체가 지지 구조를 형성하기 때문에 슬라이서는 일반적으로 클래식 충진 없이 작동합니다. 3erp.com 여기서 실용적인 팁을 제공합니다.

적절한 온도, 팬 설정 및 합리적인 프린팅 속도에 주의하십시오. 특히 생성된 경량 부품의 경우 최대 속도로 가지 않는 것이 좋습니다 - 약간의 격자가 필라멘트를 절약하더라도 당신의 신경은 절약되지 않습니다. Market.us 안정적인 프로세스의 역할을 강조합니다.

7단계: 테스트, 학습, 반복

프린팅 후에는 실제 테스트가 이어집니다: 부품이 임무를 수행하는가, 아니면 잘못된 부분에서 휘어지는가. 조립이 맞는가, 무언가 충돌하는가, 또는 부품이 깔끔하게 맞는가. 무언가 잘못되면 4단계 또는 5단계로 돌아가 중요한 영역을 강화하거나, 격자를 조정하거나, 생성 디자인에서 제약 조건을 강화하십시오. Neural Concept AI가 이러한 반복에서 시간을 절약하는 방법을 설명합니다.

우리 작업실에서는 이제 일상입니다: 기계 공학 고객이 너무 무거운 홀더를 가져오면, 한두 번의 루프로 더 가벼운 생성 디자인을 생성하고, 테스트에서도 견딜 수 있는 버전을 종종 30~50%의 무게를 절약하는 방식으로 프린팅합니다.

출처: 3dnatives.com

AI 생성 디자인은 3D 프린팅을 위한 복잡하고 최적화된 3D 모델을 생성할 수 있게 합니다.

일반적인 오류 및 해결 방법

AI 생성 디자인 3D 프린팅에서 흔히 발생하는 오류를 미리 알고 있기 때문에 우리는 이미 많은 시간을 절약하고 있습니다. 실제 사례에서 몇 가지 예시입니다:

• 너무 '예술적인' AI 모델: 일부 텍스트-투-3D 모델은 얇은 지지대, 떠있는 요소 또는 FDM 프린터에서 단순히 의미 없는 뾰족한 장식을 좋아합니다. 그러면 슬라이서가 얇은 벽 두께를 보고하거나 미리 보기에서 이상한 선을 그립니다. Neural Concept 이러한 한계점을 설명합니다. 우리도 처음에는 이런 일이 있었습니다 - 우리는 더 엄격하게 표현하기 시작한 이후로 불량률이 크게 줄었습니다.
• 닫히지 않은 또는 결함이 있는 메시: 특히 복잡한 형태와 여러 처리 단계에서 구멍이나 중복된 면이 빠르게 생성됩니다. 프린트에서 다음으로 볼 수 있는 것은 틈새 또는 누락된 레이어입니다. 3erp.com 자세히 설명합니다.
• 거의 조립할 수 없거나 빌드 볼륨에 맞지 않는 생성 디자인: 알고리즘은 먼저 지표만 최적화하고 당신의 드라이버는 최적화하지 않습니다. 결과: 현실에서 거의 조립할 수 없는 완벽한 경량 부품. Formlabs 및 Neural Concept 은 이러한 제약 조건을 어떻게 통합하는지 보여줍니다.
• 너무 세밀하게 선택된 격자 구조: 지지대 두께가 노즐 너비 범위에 있다면, 격자는 프린트 베드에서 제거할 때 깨지기 쉽습니다 - 특히 우리의 첫 번째 격자 작업에서는 말 그대로 손에서 부품을 바스러뜨리는 일이 있었습니다. Altair 이에 대한 지침 값을 제공합니다.

변형 및 조정

설명된 워크플로우는 고정된 레시피가 아닙니다. 프로젝트에 따라 33d.ch의 작업실에서 약간 조정합니다.

• 장식 오브젝트 또는 피규어: 주로 시각성이 중요하다면, 생성 디자인 단계를 자주 건너뛰고 고품질 텍스트-투-3D 모델에 집중합니다. Meshy, Sloyd 또는 Hyper3D 와 같은 도구는 특히 미세한 디테일이 있는 레진 프린팅에 여기서 강력합니다.
• 기계 공학 또는 항공 우주 분야의 기능 부품: 여기서는 생성 디자인 및 격자 구조에 중점을 둡니다. 생성 AI는 최소한의 재료 소비로 기계적 및 열적 요구 사항을 충족하는 격자를 생성할 수 있습니다. accscience.com 에 적합한 예시를 보여줍니다.

Neural Concept 와 같은 플랫폼은 AI 기반 시뮬레이션을 지오메트리 최적화와 연결합니다. 따라서 각 디자인을 수동으로 다시 시뮬레이션하는 것보다 변형을 훨씬 더 빠르게 확인할 수 있습니다.

출처: 3dprintingindustry.com

금속 부품의 미세한 격자 구조는 AI 생성 디자인 및 3D 프린팅의 특징입니다.

미래를 내다보는 것도 흥미롭습니다: Generative Machine 또는 Ai Build와 같은 5축 프린팅의 발전은 거의 지지대 없이 프린팅할 수 있게 하여 오버행과 격자 구조를 계획하는 방식을 변화시킵니다. GenerationOne은 자체적으로 생성적으로 설계된 프레임워크를 갖춘 5축 프린터의 예입니다. Tom's Hardware, All3DP, Autodesk 및 GitHub 는 이 개념을 소개합니다.

텍스트-투-3D 워크플로우를 실시간으로 보고 싶다면, 짧은 비디오가 10개의 스크린샷보다 더 도움이 될 것입니다:

이 비디오는 Meshy AI를 사용하여 텍스트 설명에서 모델을 생성하고 3D 프린팅을 위해 준비하는 방법을 보여줍니다.

FAQ: 우리 작업실의 일반적인 질문

AI 생성 디자인 3D 프린팅과 관련하여 취미 제작자, 중소기업 및 학교와의 대화에서 우리는 항상 비슷한 질문을 듣습니다. 여기서는 그 중 일부를 다룹니다.

질문 1: AI 생성 디자인을 안전 관련 부품에 사용할 수 있습니까?

안전이 중요한 부품(예: 지지 부품, 안전 관련 기계 부품 또는 항공 우주 부품)의 경우 AI 디자인만으로는 충분하지 않습니다. 여기에는 광범위한 증거, 테스트 및 필요한 경우 인증이 필요합니다. AI와 생성 디자인은 변형 탐색을 위한 강력한 도구이지만, 최종 설계는 항상 고전적인 시뮬레이션, 테스트 실행 및 표준을 통해 안전하게 보장되어야 합니다. Neural Concept 및 유사한 제공업체는 정확히 이 점을 강조합니다.

질문 2: AI 생성 디자인 3D 프린팅을 시작하기 위해 값비싼 전문가용 소프트웨어가 필요합니까?

첫 번째 프로젝트의 경우 우리의 경험은 분명히 '아니오'입니다. 많은 텍스트-투-3D 플랫폼에는 무료 티어가 있으며, FreeCAD 또는 Blender 와 같은 CAD 프로그램은 어쨌든 무료입니다. . 의 생성 디자인 기능 또는 Lattice 도구는 Fusion 360 는 대부분 라이선스가 필요하지만, 더 깊은 제어와 편리한 워크플로우를 제공합니다. 우리는 종종 이렇게 추천합니다: 먼저 무료로 제공되는 도구로 원리를 배우고, 필요한 경우 전문가 소프트웨어로 업그레이드하십시오. Altair 대부분 라이선스가 필요하지만, 더 깊은 제어와 편리한 워크플로우를 제공합니다. 우리는 종종 이렇게 추천합니다: 먼저 무료로 제공되는 도구로 원리를 배우고, 필요한 경우 전문가 소프트웨어로 업그레이드하십시오.

질문 3: AI 생성 3D 모델의 사용권은 어떻게 됩니까?

사용권은 서비스에 따라 다릅니다. 일부 플랫폼에서는 결과를 상업적으로 사용할 수 있지만, 다른 플랫폼은 특정 권리를 보유하거나 출처를 명시하도록 요구합니다. 오픈 소스 모델은 종종 MIT, Apache 또는 Creative Commons와 같은 라이선스를 사용합니다. 예는 Hyper3D, HexaGen 및 GitHub 에서 프로젝트를 찾을 수 있습니다. 모델을 상업적으로 사용하려면 항상 약관 및 라이선스 텍스트를 신중하게 확인하십시오.

질문 4: AI 없이 고전적인 CAD에 비해 실질적인 이점은 무엇입니까?

가장 큰 차이를 느끼는 곳은 많은 변형이 필요한 모든 곳입니다: 경량 홀더, 대체 냉각 채널 기하학, 동일한 제약 조건에서 다양한 토폴로지. AI 지원 생성 접근 방식은 몇 분에서 몇 시간 안에, 인간이 쉽게 며칠 또는 몇 주가 걸릴 수 있는 변형을 제공합니다. Neural Concept 및 Formlabs 은 이러한 이점을 강조합니다. 간단한 부품(예: 커버 플레이트 또는 스페이서)의 경우 고전적인 CAD가 여전히 더 빠른 옵션입니다.

질문 5: CAD 지식이 없어도 텍스트에서 직접 3D 출력 가능한 파일을 AI로 생성할 수 있습니까?

네, 이제 놀랍도록 잘 작동합니다. HP, Meshy, Sloyd, Hyper3D, 3D AI Studio 또는 Tencent 에서 게시한 3D 모델과 같은 제공업체는 텍스트와 이미지에서 직접 객체를 생성하며, 종종 몇 가지 조정으로 출력할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 치수, 허용 오차 및 프린팅 한계에 대한 기본적인 이해를 갖추어야 합니다. 그렇지 않으면 모델이 멋져 보이지만 작동하지 않습니다.

간단한 결론: 지금 가져갈 수 있는 것

마지막으로, 새로운 프로젝트를 시작하기 전에 내부적으로 작업하는 방식과 같이 가장 중요한 사항을 간결하게 요약합니다:

• AI를 시작하기 전에 부품의 기능, 환경 및 고정 지점을 명확하게 정의하십시오.
• AI 모델을 맹목적으로 사용하지 마십시오: 검토, 수정, 치수 조정 후 슬라이서에 로드하십시오.
• 무게, 강성 또는 재료 절약이 실제로 중요한 곳에 생성 디자인 및 격자 구조를 사용하십시오.
• 충분한 반복을 계획하십시오 - AI는 프로세스를 가속화하지만 실제 부품 테스트를 대체하지는 않습니다.
• 향후 프로젝트에 재사용할 수 있도록 작동하는 설정 및 워크플로우를 문서화하십시오.

더 복잡한 프로젝트를 계획하고 생성 디자인이 실제로 출력 가능한지 확신이 서지 않는다면, 외부에서 두 번째 시각을 갖는 것이 종종 가치가 있습니다. 33d.ch의 우리 작업실에서는 취미 제작자부터 중소기업까지 매우 다른 산업 분야의 고객을 위해 이러한 부품을 정기적으로 검토합니다.

이 비디오는 Fusion 360에서 생성 디자인 워크플로우를 보여주고 이론에서 실제 워크플로우로의 전환을 구체적으로 만들어줍니다.

이러한 구성 요소를 자신의 프로젝트에 단계별로 적용하면 AI 생성 디자인 3D 프린팅을 시도하는 것뿐만 아니라 일상 생활에서 실제로 사용하는 데 있어 강력한 기반을 갖게 될 것입니다.